分子泵组的基本原理和影响真空度的原因

1. 分子泵组基本原理：串联工作

分子泵组的工作方式是高真空泵（分子泵）和粗/低真空泵（前级泵，如旋片泵、涡旋泵）串联。

分子泵：在高真空和超高真空区域工作，但它自身不能将气体直接排到大气中。它需要在一个较低的“背景压力"下启动和运行。

前级泵：有两个主要作用：

预抽：将整个真空系统从大气压抽到分子泵可以启动的压力（通常是几帕到零点几帕）。

维持前级压力：在分子泵运行时，持续抽走分子泵出口排出的气体，维持其出口压力低于最大允许前级压力。

2. 真空室的材料与表面处理

影响真空度的关键因素，尤其是在高真空和超高真空领域。

表面放气：真空室内壁、部件表面会吸附大量的水蒸气、氮气、氧气等气体分子。在真空环境下，这些气体会缓慢地释放出来，成为最主要的气体负荷。

解决方法：采用低放气率材料（如不锈钢、铝合金），并通过高温烘烤（例如在 150°C - 250°C 下烘烤数小时至数十小时）来加速解吸过程，从而显著降低放气率，获得更低的真空度。

材料渗透：某些气体（如氦气）可以穿过玻璃，氢气可以穿透高温下的不锈钢。在要求较高的应用中需要考虑这一点。

3. 泄漏 - 实漏

这是指真空系统上存在的真正的孔洞或裂缝，导致大气漏入系统。

影响：泄漏是真空系统的大敌。一个微小的漏点就足以让你永远无法达到预期的真空度。

诊断与解决：必须使用氦质谱检漏仪进行严格检漏。在高压强下，实漏是主要矛盾；在抽气一段时间后压力降不下去，也强烈暗示存在泄漏。

4. 虚拟漏

指被密封在空腔、螺纹、焊缝夹缝等死空间内的气体，缓慢地释放到真空室中。它不像实漏那样持续不断，但同样会阻碍获得高真空。

常见来源：不当的焊接（存在虚焊）、采用盲孔螺纹、采用有内腔的密封件等。

解决方法：在设计和制造阶段就避免制造死空间，例如使用通孔、在死空间上打放气孔等。

5. 真空部件的清洁与安装

清洁度：手指上的油脂、灰尘、纤维等都是巨大的放气源。所有进入真空室的部件都必须经过严格的无油清洗（如使用丙酮、酒精、去离子水超声清洗）。

密封：所有的静密封（如法兰密封圈）和动密封都必须完好无损。密封圈（通常是O圈）需要清洁、无损伤，并正确安装和润滑。

6. 真空规的测量误差

你读到的真空度，是真空计测量出来的值。如果测量本身不准，那么你所知的“真空度"也是不准确的。

规管类型：不同的真空规（如皮拉尼规、电容薄膜规、冷阴极规、热阴极规）有不同的量程、精度和对不同气体的响应。

校准与位置：规管需要定期校准。规管的安装位置也可能影响读数（例如，如果安装在抽气口附近，读数会偏低；安装在气源附近，读数会偏高）。